Wasserski und Stoffe?
Warum sinkt man beim Wasserskifahren nicht ein? Wie funktioniert die Physik dahinter?
Und allgemein warum sinkt man in Wasser ein und in einem Feststoff nicht ?
3 Antworten
Warum sinkt man nicht ein: es steckt der dynamische Auftrieb dahinter.
Zur zweiten Frage: Festkörper haben eine statische, also nicht leicht verformbare Struktur, d.h. man braucht viel Energie, um sie über ein kleines elastisches "Nachgeben" hinaus zu verformen. Fluide haben diese "starren" Bindungen nicht, sondern können sich äußeren Bedingungen anpassen (z. B. der Form einer Flasche, oder eben indem sie einen Menschen, der auf sie drauftritt, ausweichen und der dann einsinkt).
Dieses Einsinken passiert aber nicht unendlich schnell, sondern die Bewegung der Flüssigkeit (oder des Fluids, z. B. auch Luft), braucht Zeit. Wieviel, hängt von der Angriffsfläche (deshalb funktioniert Wasserskifahren mit Skiern besser als nur mit Schuhen), Dichte der Flüssigkeit, Zusammenhalt etc. ab (Viskosität). Der Wasserski sinkt schon ein, aber eben so langsam, dass die Geschwindigkeit nach vorne ausreicht, um ihn obenzuhalten. Das funktioniert, weil die Zugkraft durch das Schrägstellen der Skier (oder deren Form) etwas nach oben umgelenkt wird, sodass sich letztendlich ein Gleichgewicht zwischen Einsinken und Vorwärtsbewegung einstellt. Das ist im Grunde das gleiche, wie wenn du beim Radfahren einen Tischtennisball an einem Faden hinter dir her ziehst: Der wird auch nicht gerade nach unten hängen. Der Unterschied zum Wasserski ist hauptsächlich, dass Luft viel weniger viskos ist (und der Mensch schwerer als ein Tischtennisball).
Der Wasserski selbst sinkt nie ins Wasser. Dieser schwimmt an der Oberfläche. Personen auf den Skiern tauchen im ruhenden Zustand ins Wasser ein.
Wird die Fahrerin oder Fahrer auf den Skiern gezogen, verhindert das Gleiten auf der Wasseroberfläche durch die Geschwindigkeit von rund > 30 km/h das Untergehen.